أسباب وأنواع عقم الآفات الحشرية Types of sterility

تعتبر معرفة نوع العقم من أهم العقبات الرئيسية لتحديد الأثر التعقيمي للإشعاع ، أو المعقمات الكيميائية . وقد عرف التعقيم Sterilization بأنه عدم القدرة على إنتاج النسل ، ولا تستطيع الأفراد العقيمة أن تنقل تأثيرها إلى الأجيال التالية ، مع أن هناك بعض الآراء التي تشير إلى إمكانية نقل العقم إلى أجيال الأبناء . وقد بنى ذلك على أساس أنه من السهل للأبناء أن تتوارث العوامل ، أو الظروف من الآباء ، والتي تؤدى إلى وقف القدرة التناسلية لها . وعليه .. يقال إن الآباء والأبناء في حالة عقم . ويتم إنتاج العقم في الحشرات بطرق عديدة تختلف باختلاف الجنس .. وعموما ينشأ العقم نتيجة للأسباب الآتية :

(أ) : في الذكور Males

1 - الطفرات المميتة السائدة Dominant lethal mutations

2 - توقف إنتاج الحيوانات المنوية Aspermia

3 - خمول الحيوانات المنوية Sperm inactivation

(ب) : في الإناث Females

1 - الطفرات المميتة السائدة Dominant lethal mutations

2 - انخفاض الكفاءة التناسلية Infecundity

(جـ) : في كلا الجنسين Either sexes

1 - عدم القدرة على التزاوج Inability to mate

يجدر بنا أن نذكر أن الطفرات السائدة المميتة في الخلايا التناسلية لكل من الذكر والأنثى من أنجح أسباب التعقيم وسوف نتناولها بالتفصيل تباعًا . وعموما .. نجد أنه حين يتعرض أيا من الجنسين للإشعاع أو الكيميائيات المسببة للعقم ، فإن حدوث العقم يتم بطرق مختلفة ، كما أن حشرة واحدة قد يحدث فيها العقم نتيجة لتأثير سبب ، أو أكثر من أسباب العقم . وكمثال .. فإن معاملة الإناث قد تؤدى إلى إنتاج بيض تظهر فيه حالة الطفرات المميتة السائدة ، وقد يحدث في النهاية توقف لإنتاج البيض . كذلك تؤدى معاملة الذكور إلى ظهور الطفرات المميتة السائدة في الحيوانات المنوية المنقولة من الذكر للأنثى في مرات الجماع الأولى ، بينما قد يتوقف إنتاج الحيوانات المنوية في مرات التزاوج الأخيرة .

( أ ) : أسباب العقم في الذكور

1 - الطفرات المميتة السائدة Dominant lethal mutations

تعتبر الطفرات المميتة السائدة من أفضل أسباب العقم من ناحية التطبيق . وقد ارتكز هذا النوع من التعقيم على فلسفة تعقيم الذكور Sterile male technique ، والتي وضع أساسها النظري Bushland & Hopkins عام 1951 ، 1953 ومن بعدهما Knipting عامي 1955 ، 1959 . ويعتبر العالمHertwig  عام 1911 ، أول من لاحظ هذه الظاهرة حينما اكتشف فشل بعوض الأمفبيا في الفقس بعد تعرض ذكوره للإشعاع . كما أشار العالم Muller عام 1927 إلى أن الطفرات المميتة السائدة ترجع إلى أسباب وراثية أو جينية .

تعريف الطفرات المميتة السائدة Definition

صاغ العالم Muller تعريف الطفرات المميتة السائدة عندما اكتشف ظهور الطفرات الجينية بعد تعرض ذكور حشرة الدروسوفيلا للإشعاع. وأشار إلى أن الطفرات المميتة السائدة عبارة عن تغيرات ، أو تعديلات نووية تؤدى إلى موت الزيجوت ؛ أي أن هذه الطفرات تحدث في الخلية الجرثومية التي تتحد مع الخلية الجرثومية الأخرى في عملية الإخصاب . وعموما .. فإن هذه الطفرات لا تمنع نضج الخلية المتأثرة وتحولها إلى جاميت ، كما لا تمنع الجاميت في تكوين الزيجوت ، ولكنها تعمل على وقف نمو الزيجوت حتى مرحلة النضج ؛ أي أن الطفرات المميتة السائدة لا تكون قاتلة للخلايا المعاملة ، ولكنها مميتة للزيجوت بعد تكوينه . ولاشك أن الطفرات المميتة السائدة الناتجة عن الكيميائيات قد تختلف ، أو تتشابه مع مثيلاتها الناتجة عن الإشعاع ، إلا أن التأثير النهائي واحد وهو توقف إنتاج النسل . وقد اتفق جميع الباحثين على أن سيادة الطفرة المميتة لا تحدث نتيجة لتأثير الإشعاع ، بل ترجع إلى حدوث كسر في الكروموسوم ، وفشل هذا الكسر في الالتحام ، أو قد ترجع إلى حدوث التحام في مناطق الكسر . عمومًا ... تختص الدراسات المتاحة في هذه الناحية بتأثير الإشعاع على التغيرات الكروموسومية المصاحبة للطفرات المميتة السائلة .

العلاقة بين وقت موت الجنين ، والطفرات المميتة السائدة

Time of embryo death with dominant lethal mutations

أظهرت الدراسات أن موت الجنين يرجع إلى انخفاض ، أو توقف الانقسام غير المباشر ، أو قد يرجع إلى حدوث خلل في التوازن الجنيني كنتيجة لدورة عبور الكسر والالتحام . ومن الممكن أن يظهر تأثير الطفرات المميتة السائدة في الفترة بين الإخصاب حتى طور الحشرة الكاملة . عموما ... تؤدى الطفرات المميتة السائدة إلى توقف نمو الجنين قبل الفقس ، وغالبًا ما يحدث الموت قبل طور البلاستودرم ، وأثناء الانقسامات التفلقية الأولى . ويطلق على هذا التأثير الفعل المبكر Early effect أو يطلق عليه Prehatching effect . وقد أشار Fahmy عام 1954 إلى أنه عند معاملة ذكور الدروسوفيلا بمادة Tretamine ، ثم تركها للتزاوج مع إناث طبيعية ظهرت الطفرات المميتة السائدة في مرحلة متأخرة ؛ أي في طور اليرقة أو العذراء . ويطلق على هذا التأثير اسم الفعل المتأخر Post hatching effect ، وقد لوحظ التأثير المتأخر في حشرة سوس اللوز عند تعرض ذكورها للإشعاع .

تحديد تأثير الطفرات المميتة السائدة في الحشرات

Detection of dominant lethal mutations induced in insects

يمكن تحديد تأثير الطفرات المميتة السائدة في الحشرة كنتيجة لفعل الإشعاع أو المعقمات الكيميائية بمعاملة جنس واحد ( ذكر أو أنثى ) ، ثم تجرى الاختبارات لمعرفة ما إذا تم تزاوج الأنثى ، ثم التأكد من احتواء قابلتها المنوية على حيوانات منوية متحركة قادرة على الإخصاب . وكل ما يعيب هذه الطريقة هو عدم التأكد من قدرة الحيوانات المنوية المتحركة على إتمام الإخصاب .

وقد أظهرت الدراسات ارتفاع معدل الطفرات المميتة السائدة في الحشرات بزيادة تركيز المعقم الكيميائي . ويلاحظ في التركيزات العالية جدا عدم تناسب معدل الطفرات مع زيادة التركيز ، وعليه .. فإن خط التركيز ( معدل الطفرات ) يأخذ الشكل المفلطح ، ويصل إلى درجة يطلق عليها نقطة التشبع Saturation point . وتتوقف درجة التفلطح على نوع المعقم الكيميائي المستخدم . ولهذا السبب .. فإن منحنى التركيز يستخدم لتحديد أفضل تركيز لبرامج تعقيم آفة ما . وتمثل النقطة الواقعة قبل بداية التفلطح أفضل تركيز يعطى أعلى تأثير للطفرات المميتة السائدة بأقل تركيز من المعقم الكيميائي .

وتلعب درجة الحرارة دورًا هاما في معدل إنتاج الطفرات السائدة المميتة ؛ حيث إن ارتفاعها يزيد من معدل إنتاج الطفرات السائدة المميتة . كما أن زيادة مدة تخزين الحيوانات المنوية في القابلة المنوية تزيد من معدل إنتاج الطفرات المميتة السائدة . وقد يرجع ذلك إلى انتقال بعض المواد المؤلكلة التي لم تتفاعل بعد ، والتي تتفاعل بعد ذلك مع الحيوانات المنوية التي لم تتأثر .

المعقمات الكيميائية المحدثة للطفرات المميتة السائدة

أظهرت المعقمات الكيميائية قدرة على إنتاج الطفرات السائدة المميتة . وأهم هذه المجموعات القادرة على إحداث الخلل الكروموسومي ، هي : المركبات الألكيلية ، وأشباه القلويات ( القلويدات ) ، والبيروكسيدات .

( أ ) المركبات الألكيلية Alkylating agents

وهي تمثل أكبر مجموعة من المعقمات الكيميائية ، وأكثرها فاعلية ، وتحتوي على عدد مختلف من مجاميع الألكيل . وقد لوحظ أن لعدد مجاميع الألكيل تأثيرًا على معدل إنتاج الطفرات المميتة السائدة . وعموما .. تقسم المركبات الألكيلية وفقا لعدد مجاميع الألكيل إلى :

1-  مركبات وحيدة التأثير ( ذات مجموعة ألكيل واحدة ) ، مثل : مركبات Ethylene amine ، ويطلق عليها Mono functional .

2- مركبات ثنائية التأثير ( ذات مجموعتين ألكيل ) ، مثل : مركب Morzid ، ويطلق عليها Bifunctional .

3- مركبات ثلاثية التأثير ( ذات ثلاثة مجموعات ألكيل ) ، مثل : مركب Tepa ، ويطلق عليها Trifunctional .

4- مركبات رباعية التأثير ( بها أربع مجموعات ألكيل ) ، مثل : مركب Aphamide ، ويطلق عليها Tetra functional .

5- مركبات سداسية التأثير ( ذات ست مجموعات ألكيل ) ، مثل : Apholate ، ويطلق عليها Hexa functional .

ويطلق على الأقسام الثلاثة الأخيرة اسم مركبات عديدة التأثير Poly functional . وقد اتفق علماء الأورام على أن المركبات التي تحمل مجموعتين ، أو أكثر من المجاميع النشطة ( مثل مجاميع الكلوايثيل ) تكون قادرة على إحداث الكسر الكروموسومى . وقد لوحظ أن للمركبات ذات مجموعة الألكيل الواحدة تأثيرًا أقل من المركبات عديدة المجموعات بمعدل من 50 - 100 مرة في قدرتها على إحداث الطفرات الجينية . ومن الجدير بالذكر أن هناك بعض المركبات الألكيلية القادرة على إحداث الكسر الكروموسومى ، مثل : مركبي Hemel ، Hempa .

( ب ) القلويدات Alkaloids

وهي مجموعة من المركبات التي لم تلق نجاحًا في مجال التعقيم الكيميائي ، مع أنها أظهرت قدرتها على إحداث الكسر الكروموسومى . وقد أظهرت هذه المركبات كذلك كفاءتها كمسببات للطفرات في ذبابة الدروسوفيلا ، مثل : مركبات Lasiocarpine ، Monocrotaline ، Heliotrine . ويعتبر مركب Colchicine من أكثر المركبات استعمالاً ؛ حيث يمنع انقسام الخلايا ، وذلك لتأثيره على الخيوط المغزلية للكروموسومات . وهذا المركب الكيميائي قادر على تعقيم إناث الحشرات .

( ج ) البيروكسيدات Peroxides

من المعروف أن للبيروكسيدات الهيدروجينية قدرة على إحداث الطفرات في معظم الكائنات الحية ، مع أنها لم تثبت كفاءتها ضد ذبابة الدروسوفيلا ؛ حيث تقوم الإنزيمات بهدمها سريعا داخل جسم الحشرة . وقد لوحظ أن للبيروكسيدات العضوية قدرة على إحداث الطفرات الجينية في ذبابة الدروسوفيلا . ولم تعرف بعد كفاءة هذه المركبات في كسر الكروموسومات .

2 - توقف إنتاج الحيوانات المنوية Aspermia

حينما تعامل الحشرات بالإشعاع ، أو المعقمات الكيميائية ، فإن تأثيرها لا يقع على الحيوان المنوي البالغ ، أو البويضة الناضجة فقط ، بل قد يمتد هذا التأثير ليشمل كل الخلايا التناسلية الموجودة بالخصية أو المبيض . ويعرف اصطلاح Aspermia بأنه عبارة عن توقف إنتاج الحيوانات المنوية البالغة ، والتي تنقلها الذكور إلى الإناث أثناء الجماع ، وقد تقل كميتها نتيجة للمعاملة . وقد لوحظت هذه الظاهرة في ذكور الحشرات بعد معاملتها بالمعقمات الكيميائية ، أو تعرضها للإشعاع ؛ حيث توقفت دورة تكوين الحيوانات المنوية Spermatogenetic . وعموما .. فإن الخلايا الجرثومية تتفاوت في درجة حساسيتها للمعقمات الكيميائية ، أو الإشعاع وذلك تبعًا للجرعة المستخدمة ، ونوع الخلية الجرثومية المتأثرة .

أظهرت الدراسات أن معاملة الخلايا الجرثومية Gonial cells ، في كل من الذكر والأنثى ، بجرعات معينة من المعقم الكيميائي ، أو الإشعاع تؤدى إلى إنتاج معدل منخفض من الطفرات المميتة السائدة .

ويعزى ذلك إلى حساسية هذه الخلايا الفائقة لهذه الجرعات ؛ مما يؤدى إلى موتها . ويسبب موت الخلايا الجرثومية خفض الكفاءة التناسلية في حالة معاملة الإناث Infecundity ، أو توقف إنتاج الحيوانات المنوية البالغة في حالة الذكور Aspermia . وقد أشار Cantwell & Henneberry عام 1963 إلى أن معاملة ذكور الدروسوفيلا بتغذيتها على الأفولات بتركيز 1 % لمدة 24 ساعة ، تؤدى إلى وقف تطور ونمو الحيوانات المنوية بالجزء الأمامي للخصية ، مع حدوث تعفن Necrosis في الطبقة الطلائية الجرثومية بعد اليوم الثامن من المعاملة .

ولعل استخدام الكيميائيات ، أو الإشعاع في منع إنتاج الحيوانات المنوية قد يفسر السبب في نقص حجم الخصية في الذكور المعاملة ؛ إذ لوحظ ظهور نقص واضح في حجم الخصى بعد خمسة أيام من غمر ذكور سوس اللوز في مادة الأفولات، كما ازداد النقص في الحجم بعد عشرة أيام من المعاملة . وقد أظهرت الدراسة أن تغذية حشرة Hippelates pasia بمركب الأفولات ، والميتيبا ، والتيبا قد أدت إلى نقص حجم الخصية بمعدل 23 ٪ عن مثيلتها غير المعاملة . وتعتبر المنطقة الجرثومية في الخصية من أكثر المناطق تعرضا للتأثير وأكثرها حساسية . وعلى العكس من ذلك .. لم يكن لمواد التيبا ، والميتيبا ، والميثيوتيبا تأثير على حجم الخصى في ذكور دودة ورق القطن .

ولوحظ أن معظم المواد الألكيلية وبعض مضادات التمثيل تتميز بقدرتها على قتل الخلايا الجرثومية . وقد يرجع ذلك إلى تأثيرها على الحمض النووي DNA ، والذي يعتبر شديد الحساسية المعظم المعقمات الكيميائية .

3- خمول الحيوانات المنوية Sperm inactivation

تتميز الحيوانات المنوية الخاملة بسمات خاصة ، وتنقسم هذه الحيوانات الخاملة إلى ثلاثة أنواع هي :

( أ ) حيوانات منوية عديمة الحركة .

( ب ) حيوانات منوية متحركة ولكنها غير قادرة على اختراق جدار البويضة .

(ج) حيوانات منوية متحركة قادرة على اختراق جدار البويضة ، ولكن نواتها فاشلة في الاتحاد مع نواة البويضة .

ولعل الاعتقاد السائد بفشل طريقة تعقيم الذكور ، عند توافر كميات كبيرة من الخلايا المنوية الخاملة ، يجانبه الصواب ؛ إذ يرجع العقم في ذلك إلى حالة التزاوج في الحشرة . وعموما .. فهي تصلح في حالة الحشرات وحيدة التزاوج Monogamous . كذلك تعتمد صلاحية الحيوانات المنوية الخاملة ، كأساس للتعقيم ، بشكل كبير على ضمان امتناع الأنثى عن التزاوج بعد التلقيح الأول .

من الصعب أن يتم تقييم نشاط الحيوانات المنوية دون إجراء دراسات سيتولوجية ، خاصة في الأنواع التي تحتاج للإخصاب حتى يتم نمو ونضج البيض . ومن العسير تحديد ما إذا كانت الذكور المعاملة تنقل حيواناتها المنوية في صورة طفرات سائدة مميتة أو خاملة ، أو لا تنقلها على الإطلاق ؛ حيث إن جميع هذه الحالات تؤدى في النهاية إلى عدم فقس البيض .

وقد أثبتت معظم الدراسات في مجال التعقيم بالإشعاع أن خمول الحيوانات المنوية لا يحدث إلا بعد ظهور الطفرات المميتة السائدة . ومازالت الدراسات الخاصة بظهور حالة خمول الحيوانات المنوية كنتيجة لتأثير المعقمات الكيميائية في نطاقها الضيق . وقد وجد أن معاملة ذكور البراكون بالخردل النيتروجيني Nitrogen mustard تنتج حيوانات منوية خاملة عند جرعات أعلى من تلك التي تسبب الطفرات المميتة السائدة . كما وجد أن معاملة هذه الذكور قمياً بمادة الأفولات عند تركيز 0.01 إلى 0.1 % تنتج كمية قليلة من الحيوانات المنوية الخاملة ، وذلك عند التركيزات التي تسبب 40 - 80٪ طفرات سائدة مميتة . كما فشل معظم البيض الناتج في الفقس عند حقن ذكور الدروسوفيلا بمادة [ P - N - dichloroethyl) amino - phenylalanine) ]

وقد تعزى هذه النتيجة إلى حدوث طفرات مميتة سائدة ، وأظهر الفحص السيتولوجي موت معظم الحيوانات المنوية ؛ مما أدى إلى عدم حيوية البيض . وقد افترض Simkover عام 1964 أن مركب 2-imadazolidinone يسبب خمول الحيوانات المنوية لحشرة بقة حشيش اللبن ، ذلك على أساس انتقال الحيوانات المنوية من الذكر إلى الأنثى دون إجراء دراسات سيتولوجية لتحديد التأثير الحقيقي للمعقم ( طفرات أو محمول ) .

المعقمات الكيميائية القادرة على إنتاج الحيوانات المنوية الخاملة

أظهرت الدراسات الحديثة التي أجريت على دبور البراكون أن بعض المعقمات الكيميائية تظهر تأثيرا واضحًا في إنتاج كميات كبيرة من الحيوانات المنوية الحاملة ، بينما لا يظهر البعض الآخر مثل هذا التأثير . ووجد أن معاملة دبور البراكون بالملامسة بمركب Tretamine ، في حدود التركيزات المحدثة للعقم ، لم تظهر حالة خمول الحيوانات المنوية ، بينما أظهر مركب Tepa هذه الحالة بكميات كبيرة حتى عند التركيزات تحت المعقمة Substerilizing . ويمكن من هذه النتائج استخلاص ما يلى :

1 - لا يتحتم رفع التركيز لدرجة أعلى من التركيز المسبب للعقم حتى نحصل على الحيوانات المنوية الخاملة .

2 - تظهر حالة الحيوانات المنوية الخاملة عند استخدام مجموعات معينة من المعقمات الكيميائية . ويمكن مقارنة أنواع خمول الحيوانات المنوية ، وأثرها التعقيمي على أنواع مختلفة من الحشرات (الجدول التالي) ويظهر من النتائج عدم إمكانية الفصل بين النوع الثالث من خمول الحيوانات المنوية ، في الأنواع التي تتوالد بكريا ، وبين الطفرات المميتة السائدة في الحشرات الأخرى. ولسوء الحظ .. لا يمكن معرفة نوع الخمول في الحيوانات المنوية باختلاف المعقمات الكيميائية .

جدول يوضح : مقارنة بين أنواع خمول الحيوانات المنوية ، وأثرها التعقيمي على أنواع مختلفة من الحشرات .

مما سبق .. يمكن القول بأن أسباب العقم في الذكور نتيجة الكيميائيات ترجع إلى :

1- مواد كيميائية تحدث تلفا كروموسوميا ، وتسبب حالة الطفرات المميتة السائدة .

2- مواد كيميائية تقتل الخلايا الجرثومية مسببة حالة توقف إنتاج الحيوانات المنوية .

3- مواد كيميائية تعمل على وقف نشاط ، أو خمول الحيوانات المنوية .

ويمكن للمعقم الكيميائي الواحد إنتاج كل التأثيرات الثلاثة السابقة ، أو بعضها تبعا للجرعة ، ونوع الخلية المعرضة للتأثير .

أنواع العقم المرغوبة في برامج مكافحة الآفات

Types of sterility desired for insect control programs

إنه من العسير أن يتحدد نوع العقم المفضل في برامج المكافحة لجميع أنواع الحشرات ، وإنما يلزم أن يحدد أفضلها لكل حشرة على حدة . ولتحديد نوع العقم المرغوب ، يلزم إجراء مزيد من الدراسات في مجال فسيولوجيا التكاثر لكل نوع تحت الاختبار :

1 - الأنواع عديدة التزاوج Polygamous

يلزم للذكور العقيمة أن تنقل حيواناتها المنوية في صورة الطفرات المميتة السائدة ، حتى تكون لها قدرة تنافسية كاملة الحيوانات المنوية الطبيعية .

2 - الأنواع وحيدة التزاوج Monogamous يتساوى تزاوج الإناث مع ذكور عقيمة منتجة لحيوانات منوية خاملة مع تزاوجها بأخرى منتجة لطفرات مميتة سائدة . وتعتمد صلاحية التعقيم في هذه الحالة على ما إذا كان انتقال الحيوانات المنوية من الذكر للأنثى مؤثرا بدرجة كافية لمنع تزاوج الأنثى في المستقبل .

3 - الأنواع محدودة التزاوج Oligogamous

وفيها تكون عملية التلقيح في حد ذاتها كافية لمنع تزاوج الأنثى مرة ثانية ، بصرف النظر عن انتقال ، أو عدم انتقال الحيوانات المنوية من الذكر للأنثى ، وذلك يصلح في حالة توقف الحيوانات المنوية Aspermia ؛ أي يكون مدى تطبيق حالة Aspermia محدودًا جدا يليه حمول الحيوانات المنوية . أما بالنسبة للطفرات المميتة السائدة فهي أصلح أسباب العقم في برامج المكافحة .

4 - يجب أن تحتوى الذكور العقيمة على كمية وفيرة من مخزون الحيوانات المنوية ، أو طلائع المني وقت تعرضها للمعقم الكيميائي أو الإشعاع . وذلك حتى تتمكن من منافسة الحيوانات المنوية الطبيعية خلال مرات التزاوج المختلفة ومن البديهي أنه إذا أفرغت الذكور كل مخزونها المنوي بعد مرات قليلة من التزاوج، فإنها ستصبح في حالة Aspermia ، وتنعدم بالتالي المنافسة وتضعف كفاءتها في برامج المكافحة في حالة الحشرات عديدة التزاوج .

5- يجب ألا تؤثر أنواع العقم المختلفة على النشاط العام للحشرة General vigor ، أو طول فترة حياة الحشرة Longevity ، أو المنافسة التزاوجية Sexual Competitiveness ، أو سلوك التزاوج Mating behaviour .

(ب) أسباب العقم في الإناث

يحدث العقم في الإناث إما بإنتاج طفرات مميتة سائدة في البيض الناتج ، أو لعدم قدرة الحشرة على إنتاج البيض . وتشابه حالة الطفرات المميتة السائدة في البيض مثيلتها في الحيوانات المنوية ، فكلاهما راجع إلى حدوث خلل كروموسومي . لذا سنكتفي بما تم تناوله في الطفرات المميتة السائدة للحيوانات المنوية ، وسوف نتناول هنا حالة :

عدم القدرة على إنتاج البيض Infecundity

تنظم عملية البيض عوامل وراثية ، عوامل هرمونية ، عوامل كيميائية ، عوامل بيئية . ويمكن وقف عملية تكوين البويضات في الحالات الآتية :

1 - المعاملات التي تسبب موت الخلايا الجرثومية ، وتمنعها بالتالي من الانقسام لتكوين مراحل أكثر تطورًا .

2 - الظروف التي تمنع كروموسومات الخلايا المغذية من الانقسام ، فيتوقف عملها كمصدر رئيسي في ترسيب المح .

3 - الخلل الذى يحدث للعوامل الوراثية ، أو الهرمونية ، أو الكيميائية ، أو البيئية ، والذي يؤدى إلى توقف عمليات التكوين المحي .

وتعمل المعقمات الكيميائية والإشعاع على منع تكوين البويضات بجميع الوسائل السابقة . وتعتبر المعقمات الكيميائية الواقعة تحت مجموعة مضادات التمثيل ، والمركبات الألكيلية من أهم المجموعات الكيميائية القادرة على إحداث مثل هذا التأثير.

يتم تعقيم وإطلاق كلا الجنسين في أي تطبيق ناجح لتعقيم الذكور . وقد يؤثر إطلاق الإناث العقيمة في المنطقة المحددة للمكافحة معنويا في خفض الكثافة العددية للحشرات إلى حد ما . وقد أظهرت التجارب أن إطلاق الإناث العقيمة الحشرة Navel orange worm أكثر تأثيرا من إطلاق الذكور العقيمة . ولهذه الأسباب تلزم معرفة طريقة فعل المعقمات الكيميائية والإشعاع لإنتاج ظاهرة Infecundity في الإناث .

من المعروف أن إنتاج البيض في الحشرات يعتمد كلية على تمييز البويضات من الاووجونيا ، كما يعتمد على الدور الذي تلعبه الخلايا المغذية . وقد يؤدى تعرض خلايا الاووجونيا لأضرار جسيمة ؛ أي منع أو انخفاض الإنتاج التناسلي. كما أن تعرض الخلايا المغذية للمعقمات الكيميائية ، أو الإشعاع ، وفى فترات محددة أثناء نضج البيض ، يؤدى إلى توقف أو ضعف القدرة التناسلية ، حيث إن الخلايا المغذية تكون حساسة جدا للإشعاع ، أو المعقمات الكيميائية في فترة نضج ، بينما تبدو الخلايا المغذية أكثر مقاومة لهذا التأثير بعد تمام تميز الخلايا ، ووصولها إلى مرحلة متقدمة من النمو ، ويظهر البيض بالتالي في صورة طبيعية .

بعض الدراسات على أثر المعقمات الكيميائية في إحداث ظاهرة إيقاف إنتاج البيض

1 - ذكر LaBrecque و Gouck عام 1964 أن هناك 27 مركبا ، يتبع معظمها المجموعة الألكيلية ، ولها القدرة على منع الوضع في حشرة الذباب المنزلي . وقد وجد أن الأفولات يمنع نمو المبايض في حشرتي الدروسوفيلا ، والذباب المنزلي .

2 - أشار Mitin, Baroody عام 1958 إلى وجود 15 مركبًا مؤثرًا على الكفاءة التناسلية للذباب المنزلي ، وأن 6 مركبات منها تؤدى إلى توقف كامل للكفاءة التناسلية .

3 - أظهرت الأبحاث التي أجراها حسين وعبد المجيد عام 1972 أن لمادة التيبا ، والميتيبا ، والميثوتيبا تأثيرًا على عدد البيض التي تضعه فراشة دودة ورق القطن . وكان لمادة التيبا تأثير واضح في انخفاض عدد البيض تليها مادة الميتبا ، ثم الميثيوتيبا . كما أن زيادة التركيز كانت مصحوبة بانخفاض في عدد البيض الموضوع ، ونسبة الفقس ، ومعدل امتصاص البيض في مبايض الأنثى .

ورغم أن انخفاض إنتاج البيض يظهر في المركبات الألكيلية المسببة للطفرات المميتة السائدة ، إلا أن هناك مركبات أخرى غير المسببة للطفرات تؤدى إلى نقص إنتاج البيض . لذا .. فإن المعقمات الكيميائية المسببة لانخفاض الكفاءة التناسلية تتساوى جميعها في تأثيرها النهائي رغم اختلافها في طريقة فعلها .

( أ ) المركبات الألكيلية Alkylating agents

قد يحدث انخفاض للكفاءة التناسلية نتيجة تعرض خلايا أمهات البيض Oogonia لأضرار بالغة . وقد وجد أن للكيميائيات المسببة للطفرات القدرة على موت الخلايا ، ومنع الانقسام الخلوي . ويرجع توقف إنتاج البيض إلى موت الخلايا الامية ، وهذه تشابه حالة Aspermia في الذكور ، والتي ترجع إلى موت خلايا الأسير ماتوجنيا ( أمهات المني ) . ويلاحظ في يرقات معظم أنواع الحشرات وجود الخلايا الجرثومية فقط . وعليه .. فمعاملتها بالمعقم الكيميائي قد تؤدى إلى موت هذه الخلايا ، وتمنع بالتالي تكوين الجاميتات . وقد لا تموت هذه الخلايا في أحيان أخرى نتيجة المعاملة ، وعليه .. فإن توقف إنتاج البيض قد يرجع إلى عوامل أخرى . وقد قام Rai عام 1964 بتربية يرقات بعوض Aedes negypti ، في ماء يحتوي على 15 جزء في المليون من الأفولات . وقد بدأت التربية ليرقات عمرها يومين حتى التعذر . وأظهرت هذه الدراسة انقسام الخلايا الجرثومية ، بالإضافة إلى تحلل الخلايا الحوصلية . وعند معاملة نفس المعقم على يرقات بعوض Culex pipieus ، نتجت أضرار بالغة للمنطقة الجرثومية ، بالإضافة إلى نقص حجم المبايض، كما تحللت الخلايا الجرثومية في مبايض الذباب المنزلي المعامل بمادة الثيوتيبا .

وتعامل الحشرات عادة إما في طور العذراء ، أو الحشرة الكاملة وذلك عند احتواء الأنابيب المبيضية على كل من الخلايا الجرثومية Gonial cells ، والبويضات ، والخلايا المغذية . وقد أظهرت الدراسات الخاصة بالتعقيم الإشعاعي أن الجرعات الصغيرة كافية لمنع إنتاج البيض ، وذلك إذا تمت المعاملة أثناء قمة العمليات الانقسامية للخلايا المغذية . أما إذا تمت المعاملة بعد ذلك ، ولو بجرعات كبيرة ، فقد يبدو البيض بمظهر عادى .

أثر توقيت المعاملة على الكفاءة التناسلية

1- عوملت إناث الديدان الحلزونية قميا بمركب Benzo quinone ، فعوملت مجموعة عمرها ( صفر - 4 ساعات ) ، وعوملت مجموعة أخرى عمرها 24 ساعة . ثم تم تشريح الإناث بعد 4 أيام من خروجها . وأظهرت نتائج التشريح احتواء الإناث غير المعاملة على بيضة تامة النضج ، واحتواء البويضات كذلك على خلايا مغذية . بينما تأخر نمو البويضات في الإناث المعاملة بعد 24 ساعة من خروجها . أما الإناث المعاملة في عمر ( صفر ــ 4 ساعات ) لم تنجح في تكوين البيض . ( الجدول التالي ) .

2 - عند معاملة إناث بعوض الابيدس بمادة الميثوتيبا لوحظ عدم إتمام عمليات تكوين البويضات ، وذلك عند إجراء المعاملة بعد فترة قصيرة من خروج الحشرة الكاملة ، بينما تتم عمليات تكوين البيض بصورة طبيعية إذا تمت المعاملة بعد 24 ساعة من خروج الحشرة الكاملة .

3 - يمكن القول باعتبار وقت المعاملة العامل المحدد الذي يتحكم في مدى تأثير المعقمات الكيميائية على الكفاءة التناسلية . ولإظهار التأثير يلزم أن تتم المعاملة في المرحلة الحساسة من حياة الحشرة ( أثناء انقسامات كروموسومات الخلايا المغذية ) . بمعنى أنه إذا تم نضج البيض قبل خروج الحشرة الكاملة ، ثم عوملت بالمعقم ، لنجحت الحشرة في وضع البيض الذي تم نضجه بكفاءة طبيعية ، بينما قد يتأثر البيض الذي لم يتم نضجه في مرحلة تالية . أما إذا كان نضج البيض بعد خروج الحشرة الكاملة ، فإن المعاملة أثناء الفترة الحساسة ، أو قبلها تظهر تأثيرًا عاليا بينما لا تظهر المعاملة بعد الفترة الحساسة أي تأثير . ويوضح الجدول التالي ذلك .

جدول يوضح : تأثير بعض المعقمات الكيميائية على الكفاءة التناسلية ، وحيوية البيض ، ومعدل امتصاص البيض في مبايض الأنثى ( المعاملة قميا ليرقات العمر الرابع بتركيز 8 ٪ )

4- في دراسة أخرى أجراها عبد المجيد ، وزيدان عام ( 1973 ) باستخدام مركب الميثيوتيبا ضد يرقات العمر الثالث لدودة اللوز الشوكية .. اتضح تأثير مركب الميثيوتيبا على عدد البيض الموجود بمبايض إناث الفراشات وقت الخروج مباشرة ، وكذا تأثير المركب على خفض الكفاءة التناسلية ، وخصوبة البيض الموضوع . ويوضح الجدول التالي (78) أهم النتائج المتحصل عليها في هذه الدراسة .

( ب ) مضادات التمثيل Antimetabolites

من المحتمل أن تهاجم مضادات التمثيل كروموسومات الخلايا المغذية ، حيث يعمل المركب المضاد لفعل حمض الفوليك Folic acid antagonist على وقف نشاط إنزيمات حمض الفوليك اللازمة لتخليق الأحماض النووية ، ويؤدى هذا إلى حدوث اضطرابات في الانقسامات الخلوية . ويتم تخليق الأحماض النووية بسرعة في الخلايا المغذية لإناث الدروسوفيلا حديثة الخروج . ويمكن منع تضاعف الحمض النووي DNA في أنوية الخلايا المغذية ، وذلك عند تغذية الإناث على بيئة تحتوي على Amino pterin ،5-Amino uracil  . كما تتأخر عمليات ترسيب المح في الذباب المعامل بمضادات التمثيل .

جدول يوضح : تأثير معقم الميثيوتيبا على القدرة التناسلية لدودة اللوز الشوكية ( المعاملة عن طريق تغذية يرقات العمر الثالث على قرون بامية مغمورة في المعقم ) .

( ج ) المتنوعات Miscellaneous

أظهرت بعض المتنوعات قدرتها على خفض الكفاءة التناسلية ، وذلك بالرغم من أن طريقة فعلها لم تزل مجهولة :

1- أظهرت بعض المبيدات الفوسفورية تأثيرًا واضحًا على انخفاض الكفاءة التناسلية لدودة ورق القطن ، خاصة السيولين . كما انخفضت أعداد البويضات بالأنابيب المبيضية نتيجة المعاملة .

2- لوحظ انخفاض الكفاءة التناسلية للذباب المنزلي مع الجرعات تحت المميتة للـ ( د .د . ت ) المقدم مع الغذاء .

3- عند تغذية إناث البراكون على الكولشيسين .. انخفضت الكفاءة التناسلية في النصف الأول من حياة الحشرات .

عدم القدرة على التزاوج Inability to mate

أثبتت حالات كثيرة أن للإشعاع والمعقمات الكيميائية تأثيرًا واضحا على قدرة الحشرات في التزاوج ، بجانب إحداث العقم ، ومنها :

1 - عند تعريض ذكور حشرة بقة الردوينيس للإشعاع ظهر أن التعقيم في بعض معاملات الصور يرجع إلى عدم قدرة الإناث على وضع البيض ، بالرغم من أن الإناث لم تتعرض للإشعاع ، ذلك بسبب فشل الذكور في الجماع .

2 - أظهرت الدراسات التي قام بها حسين ، وعبد المجيد عام 1971 أن مادة التيبا منعت التزاوج الثاني في حشرة دودة ورق القطن عند معاملتها قميا في العمر الرابع اليرقي .

اخر الاخبار

اخبار العتبة العباسية المقدسة

أهالي كربلاء يشيعون النعش الرمزي للإمام الحسن (عليه السلام) عند العتبتين المقدستين

العتبة العباسية المقدسة تقيم مجلس عزاء بذكرى شهادة الإمام الحسن (عليه السلام)

قاعة العرض المتحفي في العتبة العباسية المقدسة تشهد إقبالًا واسعًا من الزائرين

خلال لقائه ملاكات مدارس العميد.. سماحة السيّد الصافي يؤكّد أهمّية التعلّم المستمرّ الذي يفتح آفاق الفهم والمعرف

المزيد

الآخبار الصحية

تسارع الشيخوخة.. متى يبدأ وأي الأعضاء أكثر تأثرا؟

9 مسببات شائعة للالتهاب المزمن قد تهدد صحتك

باحثون يطورون علاجا لهشاشة العظام.. النتائج مذهلة

تحمي من أمراض عديدة.. 6 فوائد لتناول البطاطا الحلوة

المزيد

الآخبار التكنلوجية

عودة التعاون الفضائي بين روسيا وأميركا.. وبحث ملفات "هامة"

المعلمون في خطر.. خاصية جديدة في "تشات جي بي تي" تشرح الدروس

بشرى لمرضى الشلل.. شريحة في الدماغ قد تتيح التحكم بالأدوات

مدينة غارقة.. هل يخفي قاع البحر الكاريبي سرّ حضارة مفقودة؟

المزيد

مواضيع ذات صلة

مقاومة الأعداء الحيوية للمبيدات

وراثة مقاومة الحشرات لفعل المبيدات

منظمات ومثبطات النمو في الحشرات - المقاومة والمستقبل

مقاومة الآفات للمبيدات Resistance of Pests against pesticides

مشاكل التوسع في استخدام المبيدات

مخاليط المبيدات ( الفلسفة والمستقبل )

مثبطات التطور الحشرية Insect Development Inhibitors

مبيدات بيض الآفات Ovicides

مانعات التغذية (المواد التي تمنع تغذية الآفات على النبات) Antifeedants

كيفية وصول المبيدات للتربة الزراعية (بعض مظاهر سلوك المبيدات في التربة)

سلوك المبيدات في التربة ومصيرها (بعض مظاهر سلوك المبيدات في التربة)

حقيقة وتشخيص مقاومة الحشرات لفعل المبيدات الحشرية